ماذا تفعل هذه الحاسبة
تقدّر حاسبة بحر الجائز الخشبي أقصى عزم انحناء ومعامل المقطع المطلوب لجائز خشبي بسيط الإسناد يحمل حملًا موزّعًا بانتظام. تشكّل هاتان القيمتان حجر الأساس في تحديد أبعاد الجائز: فالعزم يبيّن مدى قوة محاولة الحمل لثني الجائز، أما معامل المقطع فيحدد مقدار متانة المقطع العرضي اللازمة لمقاومة هذا الانحناء دون تجاوز الإجهاد المسموح به للخشب.
طريقة الاستخدام
أدخل الحمل المنتظم w بالرطل لكل قدم طولي، والبحر الصافي L بالقدم، وإجهاد الانحناء المسموح به Fb بالرطل لكل بوصة مربعة (psi) بحسب درجة الخشب ونوعه. تُعيد الحاسبة أقصى عزم انحناء (بوحدتي رطل-قدم ورطل-بوصة معًا) ومعامل المقطع المطلوب بالبوصة المكعبة. قارن قيمة S المطلوبة هذه بمعامل المقطع المنشور للمقاسات المرشّحة من الجوائز، واختر مقاسًا يساوي معامل مقطعه النتيجة أو يفوقها.
شرح المعادلة
في الجائز بسيط الإسناد الذي يحمل حملًا منتظمًا، يقع أقصى عزم عند منتصف البحر ويساوي \(M = wL^2 / 8\). ولإيجاد معامل المقطع نحوّل هذا العزم من رطل-قدم إلى رطل-بوصة بالضرب في 12، ثم نقسم على إجهاد الانحناء المسموح به: \(S = M(\text{بوصة}) / F_b\). وتنبع هذه العلاقة من معادلة إجهاد الانحناء \(\sigma = M / S\) بعد إعادة ترتيبها لإيجاد S عند حدّ الإجهاد المسموح به.
$$S = \frac{12 \cdot M_{\max}}{\text{F}_b\text{ (psi)}}, \qquad M_{\max} = \frac{\text{w (lb/ft)} \cdot \text{L (ft)}^{2}}{8}$$
مثال محلول
لنفترض أن w = 200 رطل/قدم، والبحر L = 12 قدمًا، وFb = 1200 psi. يكون العزم \(M = 200 \times 12^2 / 8 = 200 \times 144 / 8 = 3{,}600\) رطل-قدم. وبالتحويل: \(3{,}600 \times 12 = 43{,}200\) رطل-بوصة. ومعامل المقطع المطلوب هو \(S = 43{,}200 / 1{,}200 = 36\) بوصة³. عندها تختار جائزًا (مثل عنصر مزدوج أو مركّب) لا يقل معامل مقطعه عن 36 بوصة³.
الأسئلة الشائعة
ما قيمة الحمل التي ينبغي استخدامها؟ اجمع الحمل الميت والحمل الحي العائدين إلى الجائز ضمن مساحته التابعة، معبّرًا عنهما لكل قدم طولي من طول الجائز.
هل تتحقق من الترخيم (السهم)؟ لا — فهي تحدد الأبعاد لمقاومة الانحناء فقط. وكثيرًا ما تحكم حدود الترخيم البحور الطويلة، لذا تحقق منها على حدة.
هل هذه الحاسبة مخصصة لحالة بحر معيّنة؟ نعم: فهي تفترض بحرًا مفردًا بسيط الإسناد مع حمل موزّع بانتظام. أما الكوابيل والأحمال المركّزة والجوائز المستمرة فتستخدم معادلات عزم مختلفة. تذكّر أن هذه الحاسبة تتبع الوحدات الإمبراطورية الأمريكية (الرطل، القدم، psi)، وقد تختلف الأكواد الإنشائية والوحدات المعتمدة محليًا في بلدك. واحرص دائمًا على أن يتحقق مهندس مؤهل من العمل الإنشائي.
